JP2005065842A - ラケットフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量で良好な耐久性を確保し、剛性が高く、かつ、高反発なテニス用のラケットフレームを提供する。
【解決手段】 テニス用の繊維強化樹脂製のスリーブからなるラケットフレーム１０であって、ストリング無しの重量が１８０ｇ以上２７０ｇ以下で、ストリングを張架していない状態での面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）が２００Ｈｚ以上３２０Ｈｚ以下、面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）が４８０Ｈｚ以上６５０Ｈｚ以下であり、かつ、Ｆ１／Ｆ２を０．３以上０．６以下に設定している。
【選択図】図１

Description

本発明は、テニス用ラケットフレームに関し、特に、軽量で良好な耐久性及び高い剛性を確保しながら、反発性能を高めるものである。

近年，ラケットフレームは、軽量性，高剛性，高強度，耐久性等の性能が要求されており、その構成材料は繊維強化樹脂が主流となっている。通常、ラケットフレームは炭素繊維のような高強度，高弾性率の繊維で強化された熱硬化性樹脂から成形されている。この熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂は剛性が高く反発性に優れたものであるが、衝撃を受けた時に振動が発生しやすく、プレーヤーがテニスエルボーになりやすい問題がある。

そのため、近年、振動減衰性に優れた熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂とし、連続繊維にて強化した繊維強化熱可塑性樹脂製のラケットフレームが提供されている。この繊維強化熱可塑性樹脂からなるラケットフレームは熱可塑性樹脂の持つ靭性の高さを反映して，従来の熱硬化性樹脂製ラケットでは達しなかった耐衝撃性、振動減衰性などの特性が得られている。
しかしながら、一般に熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂と比較して、弾性率・強度の環境依存性が大きく、ラケットフレームの使用環境により、剛性等の特性が変化しやすいという欠点がある。
加えて、女性やシニア層といった少ない力で飛び性能を要求する層に対応するため、ラケットの操作性・反発性が重要視され、ますます軽量化（慣性モーメントの低減）、高反発化が望まれるようになってきている。

反発性能を向上させる手段として、下記の３通りの方法が従来、採用されている。
（１）ラケットフレームの重量を付加し、慣性モーメントを増大させる。
（２）打球面を大きくする。
（３）ラケットフレームの面外剛性を上げ、面内剛性を下げる。
しかしながら、上記（１）の手段ではラケットフレームの操作性の低下を伴い、軽量化を図れない。（２）の手段ではラケットフレームの重量が増加し、慣性モーメントが増大して、操作性の低下を伴う。さらに、（３）の手段では積層構造、断面形状の変更を伴い、高弾性にすれば強度が低下し、強度を考慮すれば重量増加を伴う問題がある。

本出願人は、先に特開２００３−３８６８３号において、面内２次固有振動数を３４０Ｈｚ以上４６０Ｈｚ以下に調節することにより、スイートエリアの広いラケットを提供しているが、反発性能の向上には改善の余地がある。
また、特開２０００−６１００４号において、内周側のガット穴径を大きくしてガットの変形量を大きくすることにより、反発性能を向上させたテニスラケットを提供しているが、ガット穴周りの強度が低下してフレームの耐久性が低下し、強度を向上させようとすると、ラケットフレームの重量が増大するという問題がある。

さらに、特許第２９９１１２９号において、ラケットフレームの内周面を凹状にしてスイートエリアを拡大したテニスラケットが提供されているが、断面周長が大きくなることにより重量が増加し、かつ、耐久性が低下するという問題がある。
さらにまた、登録実用新案第３０９０８５０号において、ストリング挿通部の内周面側を凹ませているラケットが提供されているが、面内方向の剛性が低下し、面安定性が低下するという問題がある。
特開２００３−３８６８３号公報 特開２０００−６１００４号公報 特許第２９９１１２９号公報 登録実用新案第３０９０８５０号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、軽量で良好な耐久性を確保し、剛性が高く、かつ、高反発なラケットフレームを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、繊維強化樹脂製のスリーブからなるテニス用のラケットフレームであって、
ストリング無しの重量が１８０ｇ以上２７０ｇ以下で、
ヘッド部で囲まれる打球面にストリングを張架していない状態での面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）が２００Ｈｚ以上３２０Ｈｚ以下、面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）が４８０Ｈｚ以上６５０Ｈｚ以下で、かつ、Ｆ１／Ｆ２を０．３以上０．６以下に設定していることを特徴とするラケットフレームを提供している。

本発明は、鋭意研究及び試打テストを含む実験の結果により知見したものであって、軽量のテニスラケットの反発性能を向上させるには、ストリングの固有振動数と面外方向の２次固有振動数を近接させるのが有効であり、さらに、ストリングの固有振動数と面内方向の２次固有振動数を近接させ、該面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）と面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）との関係（Ｆ１／Ｆ２）が上記０．３以上０．６以下の関係とすることが反発性能を高める上で最も有効であることが確認出来た。

まず、ストリングの固有振動数と面外方向の２次固有振動数が近接したときに反発性能が向上するのは、ストリングの位置と面外２次の振動モードの位置が一致しているためである考えられる。面外２次の振動波形とストリングの振動波形は、ラケットの打球面の範囲で振動モードが同じになるため、反発性能が大きくなる。即ち、面外方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数に合わせること（インピーダンスマッチング）により、エネルギーロスが抑えられ反発性能が向上する。

さらに、テニスラケットの反発性能をさらに向上させるには、ストリングの固有振動数に対して面外方向の２次固有振動数を近接させると共に、面内方向の２次固有振動数もストリングの固有振動数に近接させることが有効である。
これは、実際にプレーする際はストリングを張架した状態であるため、反発性能を向上させるには、ストリングを張架した状態での固有振動数を考慮する必要がある。しかし、ストリングを通常の４５ｌｂｓ〜５５ｌｂｓで張架した状態で、ラケットフレームの面内方向の２次固有振動数を測定すると、面内方向の２次固有振動数は、ストリングを張架していない時と比べ３００〜４００Ｈｚ増加することが判明した。

このように、面内方向の２次固有振動数はストリングを張架すると大幅に増加するため、ストリングの固有振動数と面内方向の２次固有振動数を近接させるにあたり、ストリングを張架していない状態での面内方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数よりも小さく設定しておく必要がある。
一方、ストリングを通常の４５ｌｂｓ〜５５ｌｂｓで張架した状態で、ラケットフレームの面外方向の２次固有振動数を測定すると、面外方向の２次固有振動数は、ストリングを張架していない時と比べ２〜３％減少するため、ストリングを張架していない状態での面外方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数よりも若干大きく設定しておくことが好ましい。
なお、通常の４５ｌｂｓ〜５５ｌｂｓのテンションでストリングを張架した場合、ストリングの固有振動数は４５０Ｈｚ〜６００Ｈｚとなる。

そこで、本発明では、ストリングを張架していない状態での面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）を２００Ｈｚ以上３２０Ｈｚ以下、面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）を４８０Ｈｚ以上６５０Ｈｚ以下とし、かつ、Ｆ１／Ｆ２を０．３以上０．６以下に設定している。 即ち、ストリングを張架していない状態でのラケットフレームの面内方向の２次固有振動数を小さく、面外方向の２次固有振動数を大きく設定しているため、ラケットフレームにストリングを張架したときの面内方向の２次固有振動数と面外方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数に近付けることができ、反発性能を向上させることができる

ストリングを張架していない状態での面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）を２００Ｈｚ以上３２０Ｈｚ以下とし、好ましくは、２２０Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下としている。これは２００Ｈｚ未満であると面内剛性が低下し、面安定性が低下するためであり、３２０Ｈｚを越えるとストリングを張架した状態での面内方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数に近付けることができず、反発性能を十分に向上させることができないためである。
一方、面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）を４８０Ｈｚ以上６５０Ｈｚ以下とし、好ましくは、５００Ｈｚ以上６３０Ｈｚ以下である。これは４８０Ｈｚ未満あるいは６５０Ｈｚを越えると、ストリングを張架した状態での面外方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数に近付けることができず、反発性能を十分に向上させることができないためである。
かつ、Ｆ１／Ｆ２を０．３以上０．６以下と、好ましくは０．３５以上０．５５以下である。０．３以上０．６以下としているのは、０．３未満あるいは０．６より大きいと、ストリングを張架した状態での面内、面外方向の２次固有振動数のいずれか一方をストリングの固有振動数に近付けることができず、反発性能を十分に向上させることができないためである。

上記ラケットフレームの面内方向の２次固有振動数と面外方向の２次固有振動数の調節は、例えば、ラケットフレームを形成するプリプレグの強化繊維の繊維角度を従来と異ならせる、フレームの幅寸法、厚さ寸法、断面形状を変更する等により調節することができる。

上記面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）と面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）とを（Ｆ１／Ｆ２）が０．３以上０．６以下の関係とする手段として、ヘッド部の内周部の少なくとも一部に、フレーム長手方向の最大幅が直交方向のフレーム厚み方向の最大幅よりも狭い楕円形状あるいは長円形状の凹部を設けることが好ましい。
上記のように凹部を設けると、ラケットフレームの内周長を長くすることができ、成形時の皺の原因である内外周長の差を小さくして、クラックやひび割れを防止してラケットフレームの強度を高めることができる。よって、強化樹脂を樹脂で含浸したプレプレグの積層枚数、繊維角度を変更することなく、即ち、基本設計を変更することなく、かつ、ラケットフレームの強度を低下させることなく主として面内方向の２次固有振動数を小さくでき、簡単に（Ｆ１／Ｆ２）を０．３以上０．６以下の範囲内に設定することができる。

例えば、上記凹部はヨークと組み合わせて楕円形状あるいは長円形状の打球面を形成する上記ヘッド部の４つのコーナ部の内周部に設けている。４つのコーナ部は、打球面を時計面とみてトップを１２時間とすると、２時、４時、８時、１０時の近傍位置である。
上記凹部をガット孔周縁に形成し、凹部の中心にガット孔を形成すると、該ガット孔を通るストリングの実質有効長さを大とできるため、ストリングの反発性能を高めることができる。上記２、４、８、１０時のガット孔に張架するストリングは打球面の中央部のスイートエリアを囲む外周位置であるため、外周位置のストリングの反発性能を高めることで、スイートエリアを実質的に拡大でき、反発性能を高めることができる。

上記凹部はコーナ部に代えて、最大幅部の３時と９時の近傍に設けてもよい。此の場合、スイートエリアを通るストリングの実質有効長さを大として、スイートエリアでの反発性能をより高めることができる。

また、上記凹部はガット孔の周縁ではなく、隣接するガット孔に挟まれた内周部を窪ませて設けてもよい。此の場合、ストリングの実質有効長さを大とする作用はないが、ストリングに影響を受けずに、ヘッド部の面内と面外との２次固有振動数の関係を（Ｆ１／Ｆ２）を０．３以上０．６以下となるように設計することができる。

上記繊維強化プリプレグとしては、主として、強化繊維をカーボン繊維とし、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）で含浸した繊維強化プリプレグが好適に用いられる。なお、強化繊維はカーボン繊維の他、アラミド繊維、ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維が用いられる。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ストリングを張架していない状態でのラケットフレームの面内方向の２次固有振動数を小さく、面外方向の２次固有振動数を大きく設定しているため、テニスラケットにストリングを張架したときの面内方向の２次固有振動数と面外方向の２次固有振動数をストリングの固有振動数に近付けることができ、反発性能を向上させることができる。

また、ヘッド部の内周部に凹部を設けると、ラケットフレームの内周長を長くすることができ、成形時の皺の原因である内外周長の差を小さくして、クラックやひび割れを防止してラケットフレームの強度を高めることができる。よって、上記凹部をヘッド部の内周面に設けることにより、ラケットフレームの強度を低下させることなく面内、面外の２次固有振動数を調節することができる。とくに、該凹部をガット孔の周縁に設け、ガット孔を凹部の底面に穿設すると、ストリングの実質有効長さを大としてストリングの反発性能を高めることができる。よって、ヘッド部のコーナ部にガット孔の周縁に凹部を設けると、スイートエリア回りのストリングの反発性能をたかめ、スイートエリアを拡大できる。また、スイートエリアを通るストリングのガット孔の周縁に凹部を設けると、スイートエリア内のストリングの反発性能を高めることできる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態のテニス用のラケットフレーム１を示し、ラケットフレーム１は、繊維強化樹脂製のパイプからなり、打球面を囲むヘッド部１１、スロート部１２、シャフト部１３、グリップ部１４を連続的に形成している。スロート部１２の両側枠の間の先端に第１ヨーク１５を設け、スロート部１２の長さ方向の略中間部に第２ヨーク１６を設けている。また、ヘッド部１１と第１ヨーク１５により楕円形状の打球面Ｆを形成し、ヘッド部１１に設けたガット孔にストリングを通して、該打球面Ｆにストリングを張架するようにしている。なお、ヘッド部１１の打球面Ｆと直交方向の厚みＤを２８ｍｍとしている。

ラケットフレーム１は、強化繊維を平行に引き揃えて熱硬化性樹脂に含浸させたプリプレグを積層したスリーブからなる予備成形体を作製し、これを金型のキャビテイ内に挿入し、加熱硬化して形成している。
ラケットフレーム１の軸線方向（長さ方向）に対するプリプレグの繊維角度を０°、３０°、４５°として層によって異ならせ、繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：４：４としている。
上記プリプレグの強化繊維はいずれも炭素繊維を用い、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いている。

図２（Ａ）に示すように、楕円形状の打球面Ｆの４つのコーナ部、詳細には打球面Ｆを時計面とし、トップ位置１１ｔを１２時としたときの２時、４時、８時、１０時の位置及びその近傍のガット孔２０は、図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、内周部１１ａ、外周部１１ｂに穿設した内周側ガット孔２０ａ、外周側ガット孔２０ｂの径は同一とする一方、内周側ガット孔２０ａの回りに最大深さｄを２ｍｍとする複数の凹部３０を間隔をあけて形成している。なお、「深さｄ」とは、凹部３０を形成していない箇所の内周部１１ａと連続する仮想内周部からの深さを指し、後述する実施例、比較例についても同様である。

上記凹部３０は、図２（Ｂ）に示すように、各内周側ガット孔２０ａを中心とし、長径Ｌ１をフレーム厚みＤ方向、短径Ｌ２をフレーム長手方向とする楕円形状とし、本実施形態では、凹部３０の長径Ｌ１を２０ｍｍ、短径Ｌ２を１０ｍｍとしている。この凹部３０をフレーム長さ方向に垂直に切断した断面形状は、図２（Ｃ）に示すように、略直線状となるように形成している。

ヘッド部１１の他の箇所に設けるガット孔２１は内周部のガット孔の回りに凹部を設けていない。また、第１ヨーク１５には長さ方向に沿って１つの長尺なストリング挿通孔２２を設け、該ストリング挿通孔２２に該第１ヨーク１５を通過する全てのストリングを通るようにし、第２ヨーク１６にストリングを１本ずつ通すガット孔２３を設けている。

上記ラケットフレーム１は、ストリングを張架していない状態の重量を２４６ｇ、バランスを３６０ｍｍとしている。また、ストリングを張架していない状態で測定した面内方向の２次固有振動数（以下、「面内２次固有振動数」と称す）（Ｆ１）が２３２Ｈｚ、面外方向の２次固有振動数（以下、「面外２次固有振動数」と称す）（Ｆ２）が５５５Ｈｚとなるように設定しており、Ｆ１／Ｆ２を０．４２としている。

一方、ラケットフレームにストリングを張架した状態で測定した面内２次固有振動数（Ｆ１’）は５５０Ｈｚ、面外２次固有振動数（Ｆ２’）は５３９Ｈｚ、ストリングの固有振動数（Ｓ）は５２６であり、｜Ｆ１’−Ｓ｜（Ｆ３）は２４、｜Ｆ２’−Ｓ｜（Ｆ４）は１３、Ｆ３＋Ｆ４は３７である。

上記構成のように、ラケットフレーム１では積層するプリプレグの繊維角度を異ならせると共に、所要箇所の内周部側のガット孔２０ａの周縁に凹部３０を設け、該凹部３０の底面にガット孔２０ａをあけていることで、ストリングを張架していない状態での面内２次固有振動数Ｆ１を小さく、面外２次固有振動数Ｆ２を大きく設定し、前記したように、Ｆ１／Ｆ２を０．４２としている。
よって、図３に示すようにストリングＳを打球面Ｆに張架した時の面内２次固有振動数Ｆ１と面外２次固有振動数Ｆ２をストリングの固有振動数に近付けることができ、反発性能を向上させることができる。
また、２時、４時、８時、１０時の打球面のコーナ部に位置するガット孔２０には、その内周部側のガット孔２０ａの回りに凹部３０を形成しているため、ラケットフレーム１の内周長を長くすることができ、成形時の皺の原因である内外周長の差を小さくして、クラックやひび割れを防止してラケットフレーム１の強度を高めることができる。よって、凹部３０を設けることにより、ラケットフレーム１の強度を低下させることなく面内２次固有振動数と面外２次固有振動数を調節することができる。また、内周部側のガット孔２０ａの回りに凹部３０を形成しているため、ガット孔２０ａを通るストリングＳの実質有効長さが大となる。よって、２時、４時、８時、１０時近傍のガット孔２０に通すストリングＳの反発力を高めることができ、スイートエリアの拡大を図ることもできる。

以下、本発明のラケットフレームの実施例１〜６および比較例１、２について詳述する。
実施例１〜６および比較例１、２のラケットフレームは、すべて略同一形状とし、全長を６８５ｍｍとした。ヘッド部は面外方向の厚みを２８ｍｍ、面内方向の幅を１３〜１６ｍｍとした略楕円形状の断面形状とした。打球面の面積を１１６平方インチとした。
ラケットフレームの材質、製造方法はすべて同一であり、φ１４．５のマンドレルに６６ナイロンチューブを被せ、該チューブにＣＦプリプレグ（東レＴ−３００，Ｔ−７００、Ｔ−８００、Ｍ４６Ｊ）を積層した。上記プリプレグの繊維角度は０°、３０°、４５°とし積層した。
積層した後、マンドレルより引き抜いてラケットフレームのレイアップを作成し、成形用金型のキャビテイに充填し、金型を型締して、１５０℃、３０分間の加熱を行うと同時に内圧チューブ内に９ｋｇｆ／ｃｍ^２の空気圧を付加し、チューブを引き抜いた。これにより中空部を有するパイプ状のラケットフレームを得た。その後、ラケットエンドから１５ｃｍの位置までのグリップ部内のリブをカットした。

（実施例１）
ヘッド部の３時、９時の位置及びその近傍のガット孔の位置の内周部に楕円形状の凹部を設け、該凹部の底面にガット孔に穿設した。凹部の長径を２０ｍｍ、短径を１０ｍｍ、深さ２ｍｍとした。繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を４：１：５とした。

（実施例２）
ヘッド部の３時、９時の位置及びその近傍のガット孔の位置の内周部に楕円形状の凹部を設け、其の底面にガット孔を穿設した。凹部の長径を２０ｍｍ、短径を１０ｍｍ、深さ２ｍｍとした。繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：６：２とした。

（実施例３）
ヘッド部の２時、４時、８時、１０時の位置及びその近傍のガット孔の位置の内周部に楕円形状の凹部を設け、其の底面にガット孔を穿設した。該凹部の長径を２０ｍｍ、短径を１０ｍｍ、深さ２ｍｍとした。繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：３：５とした。

（実施例４）
上記実施形態と同様のラケットフレームとした。即ち、ヘッド部の２時、４時、８時、１０時近傍のガット孔の位置の内周部に凹部を設け、その底面にガット孔を穿設した。凹部の長径を２０ｍｍ、短径を１０ｍｍ、深さ２ｍｍとした。繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：４：４とした。

（実施例５）
ヘッド部の２〜４時、８時〜１０時の位置及びその近傍のガット孔の位置の内周部に凹部を設け、その底面にガット孔を穿設した。凹部の長径を２０ｍｍ、短径を１０ｍｍ、深さ４ｍｍとした。繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：５：３とした。

（実施例６）
ヘッド部の２〜４時、８時〜１０時の位置及びその近傍のガット孔位置の内周部に凹部を設け、その底面にガット孔を穿設した。凹部の長径を２０ｍｍ、短径を１０ｍｍ、深さ４ｍｍとした。繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：３：５とした。

（比較例１）
繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：８：０とした。ヘッド部のガット孔位置の内周部には凹部を設けなかった。

（比較例２）
繊維角度０°、３０°、４５°のプリプレグの重量の比を２：２：６とした。ヘッド部のガット孔位置の内周部には凹部を設けなかった。

上記実施例及び比較例のテニスラケットに関し、それぞれ後述する方法により側圧剛性、打球面剛性、ストリングを張架していない状態での面内２次固有振動数、面外２次固有振動数、ストリングを張架した状態での面内２次固有振動数、面外２次固有振動数、ストリング固有振動数、反発係数、側圧強度、耐久性を測定した。また、実打テストを行った。その結果を上記表１に示す。

（側圧剛性の測定）
側圧剛性の測定は、図４に示すように、実施例及び比較例のラケットフレームを横向きで打球面を垂直方向として、ラケットフレームを保持している。この状態で上方のヘッド部１１のサイド１１ｓに対して、平板Ｐにより、７８４Ｎの荷重を加えて、荷重時の変位から、バネ定数を算出し、側圧剛性を測定した。
また、上記治具を用いて、破壊するまで荷重をかけ、破壊した時の荷重値を記録し、側圧破壊強度を測定した。

（打球面剛性の測定）
打球面剛性（面外方向の剛性）測定は、図５に示すように、実施例及び比較例のラケットフレームを水平に配置し、そのヘッド部１１のトップ位置１１ｔを受け治具６１（Ｒ１５）で支持すると共に、トップ１０ｃから３４０ｍｍ離れた位置で、スロート部１１の両側から第１ヨーク１４にかけた位置を受け治具６２（Ｒ１５）で支持した。この状態で、受け治具６１より受け治具６２の方向へ１７０ｍｍ離れた位置に対して、加圧具６３（Ｒ１０）により上方より７８４Ｎの荷重を加えて、荷重時の変位から、バネ定数を算出し、打球面剛性を測定した。

（面内２次固有振動数の測定）
図６（Ａ）に示すように、ラケットフレームを下向きとし、シャフト部１３とスロート部１２との合流点を紐５１で吊り下げ、ヘッド部１１の最大幅位置の一側に加速度ピックアップ計５３をフレーム面（打球面）に平行となるように固定した。この状態で、図６（Ｂ）に示すように、スロート部１２をインパクトハンマー５５で加振した。インパクトハンマー５５に取り付けられたフォースピックアップ計で計測した入力振動（Ｆ）と加速度ピックアップ計５３で計測した応答振動（α）をアンプ５６Ａ、５６Ｂを介して周波数解析装置５７（ヒューレットパッカード社製、ダイナミックシングルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に入力して解析した。解析で得た周波数領域での伝達関数を求め、ラケットフレームの振動数を得た。測定は、各実施例および比較例毎に、ストリングを張架していないテニスラケットとストリングを張架したテニスラケットについてそれぞれ測定した。

（面外２次固有振動数の測定）
図６（Ｃ）に示すように、ヘッド部１１の上端を紐５１で吊り下げ、スロート部１２とシャフト部１３との連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、加速度ピックアップ計５３の裏側のフレームをインパクトハンマー５５で加振した。そして、面内２次固有振動数と同等の方法で振動数を算出し、面外２次固有振動数とした。測定は、各実施例および比較例毎に、ストリングを張架していないテニスラケットとストリングを張架したテニスラケットについてそれぞれ測定した。

（ストリング固有振動数の測定）
テニスラケットを図６（Ｄ）に示すように、ストリングを張架した状態でヘッド部１１の上端を紐５１で吊り下げ、スロート部１２とシャフト部１３との連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、ヘッド部１１の中央部においてガットをインパクトハンマー５５で加振した。そして、上記面内２次固有振動数と同等の方法でストリング固有振動数を得た。各実施例及び比較例のラケットについて測定した。

（反発係数の測定）
反発係数は、図７に示すように、実施例及び比較例のラケットフレームに、ストリングを縦６０ポンド、横５５ポンドの張力で張架し、各ラケットフレームを垂直状態でフリーとなるようにグリップ部を柔らかく固定し、その打球面にボール打出機から一定速度Ｖ１（３０ｍ／ｓｅｃ）でテニスボールを打球面に衝突させ、跳ね返ったボールの速度Ｖ２を測定した。反発係数は発射速度Ｖ１、反発速度Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）であり、反発係数が大きい程、ボールの飛びが良いことを示している。このような方法で、反発係数を測定した。

（耐久性の測定）
実施例及び比較例のラケットフレームに、ストリングを縦６０ポンド、横５５ポンドの張力で張架し、各ラケットフレームを垂直状態でグリップ部を固定し、その打球面のトップ位置から１８ｃｍ下方位置に球速５５ｍ／ｓｅｃでテニスボールを衝突させ、フレームが破損するか否か確認した。各実施例及び比較例についてそれぞれ６本のラケットフレームで実験を行い、６本中何本のラケットフレームが破損するかを調べた。

（実打評価）
実施例及び比較例のラケットを用いて実打テストを行った。実打テストは中・上級者（テニス歴１０年以上、現在も週３日以上プレーする条件を満たす女性）５６名で行い、ボールの飛びにつき、５点満点（高得点である程性能が優れている）で評価し、平均値を求めた。

表１に示すように、ストリングを張架していない状態の面内２次固有振動数（Ｆ１）を２００Ｈｚ以上３２０以下、面外２次固有振動数（Ｆ２）を４８０Ｈｚ以上６５０Ｈｚ以下とし、Ｆ１／Ｆ２を０．３以上０．６以下とした実施例１〜６のラケットフレームでは、ストリングを張架したときの面内２次固有振動数（Ｆ１’）と面外２次固有振動数（Ｆ２’）を共にストリング固有振動数（Ｓ）に近付けることができるため、反発性能を向上させることが確認できた。
これに対し、ストリングを張架していない状態の面内２次固有振動数（Ｆ１）を３３０Ｈｚと大きく、面外２次固有振動数（Ｆ２）を４５９Ｈｚと小さく設定し、Ｆ１／Ｆ２を０．７２とした比較例１のテニスラケットでは、ストリングを張架したときの面内２次固有振動数（Ｆ１’）と面外２次固有振動数（Ｆ２’）をストリング固有振動数（Ｓ）に近付けることができず、反発性能が著しく低下することが確認できた。
また、ストリングを張架していない状態の面内２次固有振動数（Ｆ１）を１８５Ｈｚと小さく、面外２次固有振動数（Ｆ２）を６７０Ｈｚと大きく設定し、Ｆ１／Ｆ２を０．２８とした比較例２のラケットフレームでは、ストリングを張架したときの面内２次固有振動数（Ｆ１’）がストリング固有振動数（Ｓ）に近いため、反発性能を向上させることはできたが、面内２次固有振動数が低く側圧剛性も低いため強度が低下し、耐久性が低下することが確認できた。
また、実打評価においても、ラケットフレームの反発性能について同様の結果を得ることができた。

本発明の実施形態のラケットフレームの正面図である。 （Ａ）は上記ラケットフレームの要部拡大図、（Ｂ）はガット孔を示す図面、（Ｃ）はガット孔を設けた位置の断面図である。 上記ラケットフレームにストリングを張架した状態の正面図である。 ラケットフレームの側圧剛性の測定方法を示す概略図である。 ラケットフレームの打球面剛性の測定方法を示す概略図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はラケットフレームの面内２次固有振動数、面外２次固有振動数、ストリング固有振動数の測定方法を示す概略図である。 ラケットフレームの反発係数の測定方法を示す概略図である。

符号の説明

１ ラケットフレーム
１１ ヘッド部
１２ スロート部
１３ シャフト部
１４ グリップ部
１５ 第１ヨーク
１６ 第２ヨーク
２０ ガット孔
２０ａ 内周側のガット孔
２０ｂ 外周側のガット孔
３０ 凹部
Ｆ 打球面

Claims (5)

1. 繊維強化樹脂製のスリーブからなるテニス用のラケットフレームであって、
   ストリング無しの重量が１８０ｇ以上２７０ｇ以下で、
   ヘッド部で囲まれる打球面にストリングを張架していない状態での面内方向の２次固有振動数（Ｆ１）が２００Ｈｚ以上３２０Ｈｚ以下、面外方向の２次固有振動数（Ｆ２）が４８０Ｈｚ以上６５０Ｈｚ以下で、かつ、Ｆ１／Ｆ２を０．３以上０．６以下に設定していることを特徴とするラケットフレーム。
2. 上記ヘッド部の内周部の少なくとも一部に、フレーム長手方向の最大幅が直交するフレーム厚み方向の最大幅よりも狭い楕円形状あるいは長円形状の凹部を設けている請求項１に記載のラケットフレーム。
3. ヨークと組み合わせて楕円形状あるいは長円形状の打球面を形成する上記ヘッド部の４つのコーナ部に上記凹部を設けている請求項２に記載のラケットフレーム。
4. 上記打球面を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、３時と９時の位置および該位置と隣接位置に上記凹部を設けている請求項２または請求項３に記載のラケットフレーム。
5. 上記凹部はガット孔の周縁に設けてガット孔を凹部の中心に位置させ、あるいは／および隣接するガット孔の間の内周部に上記凹部を設けている請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のラケットフレーム。

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